JP2001318363A

JP2001318363A - 液晶装置の駆動方法、該駆動方法によって駆動される液晶装置

Info

Publication number: JP2001318363A
Application number: JP2000140345A
Authority: JP
Inventors: Hideo Mori; 秀雄森; Kiyoshi Miura; 聖志三浦; Hirohide Munakata; 博英棟方
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2001-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶パネルをフィールドシーケンシャル方式
で駆動するに際し、画質の悪化を防止する。【解決手段】液晶パネルを線順次走査して白黒画像を
表示させ光を照射した後ｔ_５に、情報信号Ｖ_inを変調し
てリセット駆動を行なうが、このとき、対向電極の電位
Ｖ_comも変調させる。このリセット駆動によって液晶パ
ネルの画像は消去されて、次に表示される画像に影響を
与えず、液晶パネルの色再現性が向上される。また、上
述のように対向電極の電位Ｖ_comを変調させるため、Ｔ
ＦＴにオン／オフ比の小さいものを用いることができ、
各画素の開口率等を向上させて画質を向上させることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶を利用してフ
ルカラー画像を表示するための液晶装置の駆動方法、及
び該駆動方法によって駆動される液晶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】(1) 近年、パーソナル・コンピュータ
やビデオカムコーダやプロジェクタ等の機器において液
晶装置が用いられ、種々の情報がカラー表示されてい
る。

【０００３】(2) このようにカラー表示を行うものと
して、いわゆるフィールドシーケンシャル方式を用いた
液晶装置がある。以下、図２及び図３を参照して、該液
晶装置の構造の一例について説明する。

【０００４】このタイプの液晶装置は、例えば図２に符
号１で示すように、アクティブマトリクス型液晶パネル
Ｐと、該液晶パネルＰに対向するように配置されたバッ
クライト装置（光源）Ｂと、を備えている。

【０００５】このうち液晶パネルＰは、所定間隙を開け
た状態に配置された一対のガラス基板１０ａ，１０ｂを
備えており、一方の基板１０ａには対向電極６等が形成
されている。また、他方の基板１０ｂには、図３に示す
ように、多数の走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…や信号線Ｓ_１，Ｓ
_２，…が形成されており、その交点の各画素には、これ
らの走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…及び信号線Ｓ_１，Ｓ_２，…に
接続されたＴＦＴ４や、ＴＦＴ（スイッチング素子）４
に接続された画素電極５及び保持容量電極８がそれぞれ
配置されている（図９参照）。そして、これらガラス基
板１０ａ，１０ｂの間隙であって、互いに対向するよう
に配置された対向電極６と画素電極５との間にはツイス
トネマチック液晶７が配置されている。なお、この液晶
パネルＰは、図９に示すような回路に構成されており、
カラーフィルターを有さずに白黒画像のみを表示するよ
うになっている。

【０００６】また、他方のバックライト装置Ｂは、液晶
パネルＰに対して赤・青・緑の各色光を順次選択的に照
射するように構成されている。

【０００７】(3) 次に、上述した液晶装置１をフィー
ルドシーケンシャル方式により駆動する方法の一例につ
いて、図７を参照して説明する。ここで、図７は、従来
の液晶装置の駆動方法の一例を示すタイミングチャート
図であり、(a) は、全ての走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…を順に
走査する様子を模式的に示す図、(b) は、１本目の走査
線Ｇ_１に沿った画素の液晶応答の様子を示す図、(c)
は、最後の走査線Ｇ_ｎに沿った画素の液晶応答の様子を
示す図、(d) は、各色光の照射タイミングを示す図であ
る。

【０００８】この駆動方法は、図７に示すように、１つ
のフレーム期間Ｆ_０を３つのフィールド期間Ｆ_Ｒ，
Ｆ_Ｇ，Ｆ_Ｂに分けて液晶装置１を駆動するものであっ
て、それぞれのフィールド期間Ｆ_Ｒ，Ｆ_Ｇ，Ｆ_Ｂにおい
て液晶パネルＰに白黒画像（各色の画像のトーンを規定
する画像）を表示させると共にバックライト装置Ｂから
液晶パネルＰに対して単色光を照射することによって、
液晶パネル上の白黒画像を赤色画像や緑色画像や青色画
像として認識させ、これらの３色画像を視覚的に混色さ
せてフルカラー画像として認識させるものである。

【０００９】白黒画像の表示に際しては、液晶パネルＰ
の走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…に走査信号Ｖ_ｇを線順次で印加
し（同図(a) 参照）、信号線Ｓ_１，Ｓ_２，…には情報信
号（画像信号）を印加する。すると、各画素のＴＦＴ４
は、走査信号Ｖ_ｇの印加によってオンされて情報信号が
画素電極５に印加され、液晶７は同図(b) や(c) に示す
ように応答する。なお、１本目の走査線Ｇ_１に沿った画
素の液晶７は同図(b)に示すように時刻ｔ_１にて応答が
開始され、最後の走査線Ｇ_ｎに沿った画素の液晶７は同
図(c) に示すように時刻ｔ_３にて応答が開始される。

【００１０】一方、バックライト装置Ｂによる単色光の
照射は、最後の走査線Ｇ_ｎに沿った画素の液晶応答があ
る程度完了し、パネル全体が白黒画像を表示する時点
（符号ｔ_４参照）で行う。なお、かかる単色光の照射は
次のフィールド期間（例えば、Ｆ_Ｇ）の始まる直前（符
号ｔ_５参照）に停止される。

【００１１】(4) さらに、上述した液晶装置１をフィ
ールドシーケンシャル方式により駆動する方法の他の例
について、図８を参照して説明する。ここで、図８は、
従来の液晶装置の駆動方法の他の例を示すタイミングチ
ャート図であり、(a) は、ある１本の走査線Ｇ_ｉに印加
される走査信号の印加タイミングを示す図、(b) は、全
ての走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…を順に走査する様子を模式的
に示す図、(c) はＴＦＴ４に印加される情報信号の印加
タイミング等を示す図、(d) は対向電極６の電位の変化
を示す図、(e) はＮｏｄｅＡの電位（図９に示すよう
に画素電極５の側の電位）の変化を示す図、(f) は液晶
７に印加される電圧の変化を示す図、(g)は液晶応答の
様子を示す図、(h) は各色光の照射タイミングを示す図
である。

【００１２】この駆動方法も、上記(3) にて説明したと
同様、１つのフレーム期間Ｆ_０を３つのフィールド期間
Ｆ_Ｒ，Ｆ_Ｇ，Ｆ_Ｂに分けて液晶装置１を駆動するもので
あって、それぞれのフィールド期間Ｆ_Ｒ，Ｆ_Ｇ，Ｆ_Ｂに
おいて液晶パネルＰに白黒画像（各色の画像のトーンを
規定する画像）を表示させると共にバックライト装置Ｂ
から液晶パネルＰに対して単色光を照射することによっ
て、液晶パネル上の白黒画像を赤色画像や緑色画像や青
色画像として認識させ、これらの３色画像を視覚的に混
色させてフルカラー画像として認識させるものである。

【００１３】この白黒画像の表示に際しては、液晶パネ
ルＰの走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…に走査信号Ｖ_ｇを線順次で
印加し（同図(a) 及び(b) 参照）、信号線Ｓ_１，Ｓ_２，
…には情報信号Ｖ_ｉｎ（０Ｖ≦Ｖ_ｉｎ≦５Ｖ）を印加す
る（同図(c) 参照）。これによって、各画素のＴＦＴ４
がオンされて情報信号がＴＦＴ４を介して画素電極５に
印加されるが（同図(e) 参照）、このとき対向電極６に
は＋５Ｖの電圧が印加されているので（同図(d) 参
照）、各画素の液晶７には、画素電極５と対向電極６と
の差分に相当する電圧Ｖ_ｄａｔａ（＝Ｖ_ｉｎ−５Ｖ）が
印加され（同図(f)参照）、各画素の液晶７はそれぞれ
の電圧Ｖ_ｄａｔａに応じた応答を開始する（同図(g) 参
照）。なお、１本目の走査線Ｇ_１に沿った画素の液晶７
は時刻ｔ_１にて応答が開始され、最後の走査線Ｇ_ｎに沿
った画素の液晶７は時刻ｔ_３にて応答が開始される。

【００１４】一方、バックライト装置Ｂによる単色光の
照射は、最後の走査線Ｇ_ｎに沿った画素の液晶応答があ
る程度完了し、パネル全体が白黒画像を表示する時点
（符号ｔ_４参照）で開始され、次のフィールド期間（例
えば、Ｆ_Ｇ）の始まる直前（符号ｔ_５参照）に停止され
る。

【００１５】なお、この駆動方法では、信号線Ｓ_１，Ｓ
_２，…に印加する情報信号Ｖ_ｉｎは０Ｖ〜＋５Ｖの範囲
内で表示階調に応じて変化させ、対向電極６の電位は次
のフィールド期間の開始時点（例えば、時刻ｔ_１，
ｔ_５，ｔ_７）で０Ｖ又は５Ｖに交互に変えるようになっ
ている（同図(d) 参照）。また、リセットは行われな
い。したがって、各画素におけるＮｏｄｅＡの電位
は、同図(e) に示すように、＊次のフィールド期間Ｆ_Ｇになっても、フローティン
グ状態であって−５Ｖ〜０Ｖの間の電位であり、電圧が
書き込まれた時点（線順次走査が行われた時点。符号ｔ
_６参照）で初めて０Ｖ〜５Ｖの電位となり、＊３番目のフィールド期間Ｆ_Ｂにおいては、線順次走
査が行われる前までは＋５Ｖ〜＋１０Ｖの電位となる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の駆動方法(3) 及び(4) の場合、各画素における液晶
７の駆動状態は、リセットされず、次のフィールド期間
にて新たな電圧が印加されて液晶応答が完了するまでは
残る。したがって、次のフィールド期間にて光の照射が
開始される時点（例えば図７の時刻ｔ_４）では、（比較
的早期に走査される画素では同図(b) に示すように液晶
応答は完了してしまってはいるものの）走査が遅い画素
では、液晶応答は完了せずに前のフィールド期間の駆動
状態の影響が残ってしまっている（同図(c) 参照）。こ
のため、各フィールド期間にパネル全体で表示される白
黒画像のトーンは適正なものとはならず、３つのフィー
ルド期間を通じて認識されるところのフルカラー画像の
色再現性も悪くなってしまう（すなわち、液晶パネルに
て実際に認識されるフルカラー画像の色が、表示しよう
とした画像の色と異なってしまう）という問題があっ
た。

【００１７】また、上述した従来の駆動方法(4) の場
合、対向電極６の電位は、次のフィールド期間Ｆ_Ｒ，Ｆ
_Ｇ又はＦ_Ｂの開始（１本目の走査線Ｇ_１の走査）と同時
に変調されており、走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…の画素のＮｏ
ｄｅＡは、線順次走査が行われる前までは高い電位
（例えば、３番目のフィールド期間Ｆ_Ｂにおける電位は
図８(e) に示すように＋５Ｖ〜＋１０Ｖ）となる。かか
る場合にＴＦＴ４をオンさせるには、走査信号Ｖ_ｇはＶ
_ｉｎとＮｏｄｅＡの電位に対して十分なオン／オフ比
を取る必要があり（ＮｏｄｅＡの電位が＋５Ｖ〜＋１
０Ｖの場合には、少なくとも１０Ｖ以上のオン電圧と少
なくとも−５Ｖ以下のオフ電圧とが必要であり）、ＴＦ
Ｔ４には大きな耐圧（先の例では、１０Ｖ＋５Ｖ＝１５
Ｖの耐圧）が要求されることとなる。しかし、このよう
な耐圧を有するＴＦＴはサイズが大きいものであり、そ
の結果、液晶パネルが透過型の場合にはＴＦＴを配置す
る画素内面積が大きくなって開口率が低下し、光利用効
率が低下してしまうという問題があった。また、液晶パ
ネルが反射型の場合には、１つの画素をＴＦＴのサイズ
以下に小さくすることはできず、高精細化に限界がある
という問題があった。

【００１８】なお、ＴＦＴの耐圧を低減させる方法とし
て、上記(4) の駆動方法のように対向電極６の電位を各
フィールド期間毎に変えるのでは無くて一定とし、信号
線Ｓ _１，Ｓ_２，…に印加する信号の電圧のみならず極性
をも変調する（例えば、−５Ｖ〜＋５Ｖに変調）方法が
ある。しかしながら、この方法によれば、信号線Ｓ_１，
Ｓ_２，…に印加する信号の幅が広がってしまって信号線
駆動回路３の回路耐圧を増大せざるを得ず、該回路３が
大型化したり、消費電力が増加してしまうという問題が
あった。

【００１９】そこで、本発明は、色再現性の低下等を防
止する液晶装置の駆動方法を提供することを目的とする
ものである。

【００２０】また、本発明は、色再現性の低下等が防止
される液晶装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記事情を考慮
してなされたものであり、複数の走査線及び複数の信号
線と、これらの走査線及び信号線に接続された状態で各
画素毎にそれぞれ配置された複数のスイッチング素子
と、各スイッチング素子に接続された状態で各画素毎に
それぞれ配置された複数の画素電極と、これらの画素電
極に対向する位置に配置された対向電極と、これらの画
素電極と対向電極との間に配置された液晶と、からなる
液晶素子、並びに、該液晶素子に対して各色光を選択的
に照射する光源、を備えた液晶装置を用い、カラー画像
を表示する液晶装置の駆動方法において、前記複数の走
査線に順に走査信号を印加して前記複数のスイッチング
素子を順にオンにすると共に前記複数の信号線に画像信
号を印加することにより、前記スイッチング素子及び前
記画素電極を介して前記液晶に電圧を印加して該液晶を
駆動し、最後の走査線への走査信号の印加が終了し、該
走査線に沿った画素における液晶が駆動開始された後
に、前記光源から前記液晶素子に対して各色光を照射
し、その後、前記複数の走査線に走査信号を印加して前
記複数のスイッチング素子をオンにすると共に前記複数
の信号線にリセット信号を印加することにより、前記画
素電極と前記対向電極との間の電位差を所定にして前記
液晶をリセットし、照射する光の色を変えながら前記一
連の駆動を繰り返して行なうことにより、色の異なる画
像を視覚的に混色させてフルカラー画像として認識させ
る、ことを特徴とする。

【００２２】また本発明は、複数の走査線及び複数の信
号線と、これらの走査線及び信号線に接続された状態で
各画素毎にそれぞれ配置された複数のスイッチング素子
と、各スイッチング素子に接続された状態で各画素毎に
それぞれ配置された複数の画素電極と、これらの画素電
極に対向する位置に配置された対向電極と、これらの画
素電極と対向電極との間に配置された液晶と、前記複数
の走査線に接続されて走査信号を印加する走査線駆動回
路と、前記複数の信号線に接続されて信号を印加する信
号線駆動回路と、からなる液晶素子、並びに、該液晶素
子に対して各色光を選択的に照射する光源、を備えた液
晶装置において、前記信号線駆動回路が、順に走査され
る複数の走査線のうち、最後に走査される走査線の側に
配置され、かつ、前記各信号線の抵抗値は、前記液晶素
子の画像に面内輝度分布が生じないような値に設定され
てなる、ことを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図６を参照して、
本発明の実施の形態について説明する。

【００２４】まず、本実施の形態にて駆動される液晶装
置の構造について、図２及び図３を参照して説明する。

【００２５】本実施の形態にて駆動される液晶装置は、
図２に符号１で示すように、アクティブマトリクス型の
液晶素子Ｐと、該液晶素子Ｐに対向するように配置され
た光源Ｂと、からなる。

【００２６】このうち液晶素子Ｐは、図３に示すよう
に、互いに絶縁された状態でマトリクス状に配置された
複数の走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…及び複数の信号線Ｓ_１，Ｓ
_２，…と、前記複数の走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…に接続され
た走査線駆動回路２と、前記複数の信号線Ｓ_１，Ｓ_２，
…に接続された信号線駆動回路３と、を備えている。そ
して、これらの走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…及び信号線Ｓ_１，
Ｓ_２，…の各交点の近傍の各画素には、前記走査線
Ｇ_１，Ｇ_２，…及び前記信号線Ｓ_１，Ｓ_２，…に接続さ
れた状態でスイッチング素子４がそれぞれ配置されてお
り、各スイッチング素子４には画素電極５がそれぞれ接
続されている。また、これらの画素電極５に対向する位
置には、図２に示すように対向電極６が配置されてお
り、これらの画素電極５と対向電極６との間には液晶７
が配置されている。

【００２７】ここで、走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…は後述する
ように線順次で走査されるものであり、図３においては
前記信号線駆動回路３は最初に走査される走査線Ｇ_１の
側に配置されているが、図５に示すように、最後の走査
線Ｇ_ｎの側に配置しても良い。この場合、各信号線
Ｓ_１，Ｓ_２，…の抵抗値は、前記液晶素子Ｐの画像に面
内輝度分布が生じないような値に設定すると良い。

【００２８】一方の光源Ｂは、３色以上の光を各色ずつ
選択的に前記液晶素子Ｐに対して照射するように構成さ
れている。

【００２９】この光源Ｂは、最初に走査される走査線Ｇ
_１の側の輝度が低く、後に走査される走査線の側ほど連
続的に輝度が高くなるようにすると良い（図６参照）。

【００３０】また、光源Ｂとしては、図１０にて符号２
０で示すように、温度が低くなるにつれて輝度（光源光
変換効率）が高くなる特性を有するもの（例えば、ＬＥ
Ｄ）を用いると良い（詳細は後述）。

【００３１】次に、本実施の形態に係る液晶装置１の駆
動方法について、図１を参照して説明する。ここで、図
１は、本発明に係る液晶装置の駆動方法の一例を示すタ
イミングチャート図であり、(a) は、ある１本の走査線
Ｇ_ｉに印加される走査信号Ｖ _ｇの印加タイミングを示す
図、(b) は、全ての走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…を順に走査す
る様子を模式的に示す図、(c) はスイッチング素子４に
印加される信号の印加タイミング等を示す図、(d) は対
向電極６の電位の変化を示す図、(e) はＮｏｄｅＡの
電位（図９に示すように画素電極５の側の電位）の変化
を示す図、(f)は液晶７に印加される電圧の変化を示す
図、(g) は液晶応答の様子を示す図、(h) は各色光の照
射タイミングを示す図である。

【００３２】本実施の形態においては、＊走査線駆動回路２によって前記複数の走査線Ｇ_１，
Ｇ_２，…に順に走査信号Ｖ_ｇを印加して前記複数のスイ
ッチング素子４を走査線単位で順にオンにする（同図
(a) 及び(b) 参照）と共に、信号線駆動回路３によって
前記複数の信号線Ｓ _１，Ｓ_２，…に画像信号Ｖ_ｉｎを印
加して（同図(c) 参照）、前記スイッチング素子４及び
前記画素電極５を介して前記液晶７に電圧を印加して該
液晶７を駆動し（同図(e) (f) (g) 参照）、＊最後の走査線Ｇ_ｎへの走査信号Ｖ_ｇの印加が終了
し、該走査線Ｇ_ｎに沿った画素における液晶が駆動開始
された後（その液晶応答がある程度完了し、各色の画像
のトーンを規定する白黒画像が液晶素子Ｐに表示された
時点ｔ_４）に、前記光源Ｂから前記液晶素子Ｐに対して
各色光を一定時間だけ照射して前記白黒画像を色の付い
た画像として認識されるようにし（同図(h) 参照）、＊その後、前記複数の走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…に走査信
号Ｖ_ｇを印加して前記複数のスイッチング素子４をオン
にすると共に前記複数の信号線Ｓ_１，Ｓ_２，…にリセッ
ト信号を印加することにより、前記画素電極５と前記対
向電極６との間の電位差を所定にして前記液晶７をリセ
ットし（同図(g) 参照）、＊このような一連の駆動（すなわち、白黒画像の表
示、各色光の照射、及びリセット）を、照射する光の
色、並びに表示する白黒画像を変えながら繰り返して行
なうことにより、色の異なる画像を視覚的に混色させて
フルカラー画像として認識させるようになっている。

【００３３】なお、本明細書においては、１つの静止各
色画像が表示される期間（すなわち、白黒画像の表示開
始〜光の消灯までの期間であって、図１に符号Ｆ_Ｒ，Ｆ
_Ｇ又はＦ_Ｂで示される期間）をフィールド期間とし、１
つの静止フルカラー画像が表示される期間（フィールド
期間Ｆ_Ｒ，Ｆ_Ｇ，Ｆ_Ｂの合計期間）をフレ−ム期間とす
る。

【００３４】なお、本実施の形態においては、液晶７に
は、画素電極５と対向電極６との差分に相当する電圧Ｖ
_ｄａｔａが印加され（同図(f) 参照）、各画素において
液晶７は電圧Ｖ_ｄａｔａに応じた応答を開始する（同図
(g) 参照）。

【００３５】また、本実施の形態における光の照射は、
最後の走査線Ｇ_ｎに沿った画素における液晶応答が９０
％程度終了して液晶素子Ｐに白黒画像がほぼ表示されて
いる時点で行い、次のフィールド期間が始まる前に停止
すると良い。

【００３６】さらに、本実施の形態においては、前記対
向電極６に印加する電圧は、各色光を照射する度（すな
わち各フィールド期間毎）に変更するようになっている
（図１(d) 参照）。この場合、前記信号線Ｓ_１，Ｓ_２，
…に印加されるリセット信号は、図１(c) に示すよう
に、前記対向電極６に印加されている電圧とほぼ等しく
し、前記液晶７がリセットされる際における前記画素電
極５と前記対向電極６との電位差をほぼ０Ｖにすると良
い。或いは、前記信号線Ｓ_１，Ｓ_２，…に印加されるリ
セット信号は、図４(c) に示すように、前記液晶７の応
答位置が飽和状態となるような値にすると良い。

【００３７】また、前記対向電極６に印加する電圧の変
更、及び前記複数の信号線Ｓ_１，Ｓ _２，…へのリセット
信号の印加は、前記複数の走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…へ走査
信号を印加している間に行なうと良い。

【００３８】次に、本実施の形態の効果について説明す
る。

【００３９】本実施の形態によれば、各画素における液
晶７の駆動状態は、次のフィールド期間にて光の照射が
開始される時点（図１の符号ｔ_４参照）ではリセットさ
れているため、各フィールド期間に液晶素子全体で表示
される白黒画像のトーンは適正なものとなり（すなわ
ち、前のフィールド期間の画像の影響は受けずに、照射
される光の色に対応したトーンの画像のみが液晶素子Ｐ
に表示され）、全てのフィールド期間を通じて認識され
るところのフルカラー画像の色再現性が向上される。

【００４０】また、本実施の形態によれば、対向電極６
の電位を各フィールド期間毎に変えることにより画像信
号Ｖ_ｉｎの変調幅を小さくしている。これにより、信号
線駆動回路３の回路耐圧が小さくて済み、該回路３の小
型化や省電力化を図ることができる。

【００４１】さらに、本実施の形態によれば、対向電極
６の電位を変えるタイミングは、画像のリセットのため
に走査信号Ｖ_ｇが印加されてから次のフィールド期間が
開始される前までであるため、次のフィールド期間
Ｆ_Ｒ，Ｆ_Ｇ又はＦ_Ｂが始まってから線順次走査が行われ
る前までにおける各画素の電位ＮｏｄｅＡ（絶対値）
は小さく抑えられる。このため、スイッチング素子４に
印加する走査信号Ｖ_ｇのオン／オフ比が小さくて済み、
スイッチング素子４の耐圧を小さくできる。その結果、
スイッチング素子４を小型化でき、液晶素子Ｐを透過型
にする場合には開口率及び光利用効率の向上を図ること
ができ、液晶素子Ｐを反射型にする場合には画素のサイ
ズを小さくして高精細化を達成できる。

【００４２】

【実施例】以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説
明する。（実施例１）本実施例においては、図２に示すように、
アクティブマトリクス型液晶パネル（液晶素子）Ｐにバ
ックライト装置（光源）Ｂを対向するように配置して液
晶装置１を作成した。

【００４３】このうち液晶パネルＰは、一対のガラス基
板１０ａ，１０ｂを所定間隙を開けた状態に配置して構
成し、一方のガラス基板１０ａには対向電極６や配向制
御膜１１ａを形成した。また、他方のガラス基板１０ｂ
には、図３に示すように、多数の信号線Ｓ_１，Ｓ_２，…
をそれぞれ図示Ｙ方向に配置すると共に多数の走査線Ｇ
_１，Ｇ_２，…をそれぞれ図示Ｘ方向に配置し（図には５
本ずつ例示）、信号線Ｓ_１，Ｓ_２，…は信号線駆動回路
３に接続し、走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…は走査線駆動回路２
に接続した。さらに、これらの信号線Ｓ_１，Ｓ_２，…及
び走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…の交点の各画素にはＴＦＴ（ス
イッチング素子）４や画素電極５や保持容量電極８を配
置した。また、これらガラス基板１０ａ，１０ｂの間隙
であって対向電極６と画素電極５との間にはツイストネ
マチック液晶７を配置した。なお、符号１１ｂは配向制
御膜を示し、符号１２は絶縁膜を示す。

【００４４】次に、液晶装置１の駆動方法について、図
１を参照して説明する。ここで、図１は、本発明に係る
液晶装置の駆動方法の一例を示すタイミングチャート図
であり、(a) は、ある１本の走査線Ｇ_１に印加される走
査信号の印加タイミングを示す図、(b) は、全ての走査
線Ｇ_１，Ｇ_２，…を順に走査する様子を模式的に示す
図、(c) はＴＦＴ４に印加される信号Ｖ_ｉｎの印加タイ
ミング等を示す図、(d)は対向電極６の電位の変化を示
す図、(e) はＮｏｄｅＡの電位（図９に示すように画
素電極５の側の電位）の変化を示す図、(f) は液晶７に
印加される電圧の変化を示す図、(g) は液晶応答の様子
を示す図、(h) は各色光の照射タイミングを示す図であ
る。

【００４５】本実施例においては、１フレーム期間Ｆ_０
を３つのフィールド期間Ｆ_Ｒ，Ｆ_Ｇ，Ｆ_Ｂに分け、＊１番目のフィールド期間Ｆ_Ｒでは、液晶パネルＰに
よって赤色画像に対応した白黒画像を表示すると共にバ
ックライト装置Ｂによって赤色光を照射することにより
赤色画像を表示し、＊２番目のフィールド期間Ｆ_Ｇでは、液晶パネルＰに
よって緑色画像に対応した白黒画像を表示すると共にバ
ックライト装置Ｂによって緑色光を照射することにより
緑色画像を表示し、＊３番目のフィールド期間Ｆ_Ｂでは、液晶パネルＰに
よって青色画像に対応した白黒画像を表示すると共にバ
ックライト装置Ｂによって青色光を照射することにより
青色画像を表示する、こととした。

【００４６】まず、１番目のフィールド期間Ｆ_Ｒの時刻
ｔ_１〜ｔ_３の間に全ての走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…を線順次
走査した（同図(b) 参照）。具体的には、各走査線
Ｇ_１，Ｇ _２，…には同図(a) に示すように走査信号Ｖ_ｇ
を印加し、各信号線Ｓ_１，Ｓ_２，…には画像信号Ｖ_ｉｎ
をそれぞれ印加した（同図(c) 参照）。これにより、走
査された走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…に接続されている全ての
スイッチング素子４がオンされ、各信号Ｖ_ｉｎは各スイ
ッチング素子４を介して各画素電極５に印加された（同
図(e) 参照）。このとき対向電極６には５Ｖの電圧を印
加してあるので、液晶７には、画素電極５と対向電極６
との差分に相当する電圧Ｖ_ｄａｔａ（＝Ｖ_ｉ _ｎ−５Ｖ）
が印加され（同図(f) 参照）、各画素の液晶７はそれぞ
れの電圧Ｖ_ｄ _ａｔａに応じて応答を開始する（同図(g)
参照）。

【００４７】最後の走査線Ｇ_ｎの駆動が終了し、さら
に、該最後の走査線Ｇ_ｎに沿った画素の液晶応答が９０
％程度終了する時点ｔ_４で、バックライト装置Ｂを点灯
させて赤色光を液晶素子Ｐに照射した（同図(h) 参
照）。これにより、赤色画像が表示された。

【００４８】その後、全ての走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…に走
査信号Ｖ_ｇを印加する（同図(a) 参照）と共に全ての信
号線Ｓ_１，Ｓ_２，…の電位を０Ｖにし（同図(c) 参
照）、その直後の時刻ｔ_５′にて対向電極６の電位を０
Ｖにした（同図(d) 参照）。これにより、全ての画素に
おいて液晶７への印加電圧は０Ｖとなり（同図(f) 参
照）、液晶パネルＰは透過状態となって赤色画像はリセ
ットされた（図(g) 参照）。

【００４９】そして、その後、バックライト装置Ｂを消
灯させた（同図(h) 参照）。

【００５０】このような駆動を２番目及び３番目のフィ
ールド期間Ｆ_Ｇ，Ｆ_Ｂでも行った。但し、対向電極６の
電位は、リセットをかけるタイミングで交互に０Ｖ又は
＋５Ｖとし、全ての信号線Ｓ_１，Ｓ_２，…の電位も、リ
セットをかけるタイミングで対向電極６と同電位にし
た。

【００５１】次に、本実施例の効果について説明する。

【００５２】本実施例によれば、液晶パネルＰにて表示
されるフルカラー画像は色再現性の良いものであった。

【００５３】また、信号線駆動回路３に回路耐圧の小さ
いものを用いることができて、小型化や省電力化を図る
ことができた。

【００５４】さらに、本実施例によれば、各画素の電位
ＮｏｄｅＡ（絶対値）を小さく抑えることができ、Ｔ
ＦＴ４に小型のものを用いることができ、液晶パネルＰ
の開口率を向上させて表示品質を向上させることができ
た。

【００５５】ところで、液晶の応答速度は、中間調表示
を行う場合には遅く、白表示や黒表示を行う場合には速
く、電圧無印加時の安定状態へ移行する場合はさらに速
くなるが、本実施例におけるリセットは、電圧無印加時
の安定状態へ移行させて行なうようにしているため、そ
のときの液晶の応答速度はかなり速いものとなる。これ
によって、隣接するフィールド期間において画像情報が
混ざった表示状態を防止することができる。

【００５６】（実施例２）本実施例においては、実施例
１と同様の液晶パネルＰを、図４に示す方法で駆動し
た。ここで、図４は、本発明に係る液晶装置の駆動方法
の他の例を示すタイミングチャート図であり、(a) は、
ある１本の走査線Ｇ_ｉに印加される走査信号の印加タイ
ミングを示す図、(b) は、全ての走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…
を順に走査する様子を模式的に示す図、(c) はＴＦＴ４
に印加される信号Ｖ_ｉｎの印加タイミング等を示す図、
(d) は対向電極６の電位の変化を示す図、(e) はＮｏｄ
ｅＡの電位（図９に示すように画素電極５の側の電
位）の変化を示す図、(f) は液晶７に印加される電圧の
変化を示す図、(g) は液晶応答の様子を示す図、(h) は
各色光の照射タイミングを示す図である。

【００５７】本実施例の駆動は、液晶のリセットをかけ
る前まで（例えば、１番目のフィールド期間Ｆ_Ｒにおけ
る時刻ｔ_１〜ｔ_５′まで）は実施例１と同様にしたが、
液晶のリセットをかける間（例えば、１番目のフィール
ド期間Ｆ_Ｒにおける時刻ｔ_５′〜ｔ_５の間）の駆動を実
施例１とは異ならせた。すなわち、実施例１では、リセ
ットをかける間は対向電極６の電位と信号線Ｓ_１，
Ｓ_２，…の電位とを０Ｖ又は＋５Ｖで同電位にしたが、
本実施例では対向電極６の電位が０Ｖの場合には信号線
Ｓ_１，Ｓ_２，…の電位を＋５Ｖにし、対向電極６の電位
が＋５Ｖの場合には信号線Ｓ_１，Ｓ_２，…の電位を０Ｖ
にした。そして、液晶を電圧無印加時の安定状態とは反
対方向に応答させることによってリセットを行った。例
えば、ノーマリーホワイトの液晶を用いたときには黒リ
セットを行なった。

【００５８】本実施例によれば、実施例１とほぼ同様の
効果が得られた。

【００５９】（実施例３）上記実施例のように走査線Ｇ
_１，Ｇ_２，…の線順次走査によって画像を表示する場
合、走査されてからバックライト装置Ｂが点灯されるま
での時間は、走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…によって異なり、最
初に走査される走査線Ｇ_１が最も長く（図１の場合はｔ
_１〜ｔ_４）、後に走査される走査線Ｇ_２，…ほど短くな
り、最後の走査線Ｇ_ｎは最も短くなる（図１の場合はｔ
_３〜ｔ_４）。そして、液晶パネルＰの面内では、最初に
走査される走査線Ｇ_１に沿った画素の輝度が高く、後に
走査される走査線Ｇ_２，…ほど輝度が低くなって線順次
走査方向に透過率分布（輝度分布）が生じてしまうこと
となる。このような傾向は走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…の数が
多い液晶パネルほど顕著となる。例えば、１フレーム期
間を１／６０ｓｅｃとし、１フィールド期間を１／１８
０ｓｅｃ≒５．５ｍｓｅｃとし、全走査線Ｇ_１，Ｇ_２，
…を走査するのに必要な時間（図１の場合はｔ_１〜
ｔ_３）を２．８ｍｓｅｃ、バックライト装置Ｂを点灯し
てからリセットをかけて次のフィールド期間が開始する
までの時間（図１の場合はｔ_４〜ｔ_５）を２．０ｍｓｅ
ｃとした場合、最初の走査線Ｇ_１が走査されてからバッ
クライト装置Ｂが点灯されるまでの時間（図１の場合は
ｔ_１〜ｔ_４）は３．５ｍｓｅｃであるのに対し、最後の
走査線Ｇ _ｎが走査されてからバックライト装置Ｂが点灯
されるまでの時間（図１の場合はｔ_３〜ｔ_４）は０．７
ｍｓｅｃしか無い。

【００６０】そこで、本実施例においては、信号線駆動
回路３の配置位置を、図３に示すような最初に走査され
る走査線Ｇ_１の側ではなく、図５に示すように最後の走
査線Ｇ_ｎの側とした。また、各信号線Ｓ_１，Ｓ_２，…の
抵抗値は、上述のような面内輝度分布が生じないような
値に設定した。なお、その他の構成及び駆動方法は実施
例１と同様とした。

【００６１】本実施例によれば、液晶パネルＰの輝度分
布を低減でき、画質を向上させることができた。

【００６２】（実施例４）本実施例においては、実施例
１と同様の液晶パネル（液晶素子）Ｐを用いたが、バッ
クライト装置Ｂには、走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…を線順次走
査する方向に図６に符号Ｍで示す輝度分布を持つもの
（すなわち、最初に走査される走査線Ｇ_１に対向する部
分の輝度が最も低く、後に走査される走査線Ｇ_２，…に
対向する部分ほど高輝度となり、最後の走査線Ｇ_ｎに対
向する部分の輝度が最も高くなるもの）を用いた。

【００６３】実施例１，２の液晶パネルＰでは、実施例
３にて述べたように走査線Ｇ_１，Ｇ _２，…の数が多けれ
ば面内で透過率分布が生じてしまうこととなる（図６の
符号Ｎ参照）。そして、バックライト装置Ｂに面内輝度
の均一なものを用いた場合には、液晶パネルＰを透過す
る光量は均一なものとはならず、液晶パネルの側には輝
度分布が生ずることとなる。

【００６４】しかし、本実施例では、上述のような輝度
分布を持つバックライト装置Ｂを用いているため、液晶
パネルＰの透過率分布が相殺され、該バックライト装置
Ｂから出射されて液晶パネルＰを透過した光量は、（表
示画像のトーンが均一である限り）面内においてほぼ均
一となり、液晶パネル側の輝度分布が解消され、画質を
向上させることができる。

【００６５】導光体を有するバックライト装置Ｂを上述
のような輝度分布にする方法としては、該導光体の背面
に配置するドット状の反射体の密度を調整する方法や、
最後に走査される走査線Ｇ_１，Ｇ_２，…の側にランプを
設ける方法がある。

【００６６】（実施例５）一般に、液晶は、図１０に符
号２１で示すように、温度が高くなるにつれて応答速度
も高くなる特性（輝度の面から表現すると、温度が高く
なるにつれて輝度が高くなるという特性）を有する。ま
た、バックライト装置として一般に用いられている冷陰
極管は、図１０に符号２２で示すように、温度が高くな
るにつれて光源光変換効率（輝度）も高くなるという特
性を有する。したがって、このような冷陰極管を液晶パ
ネルに用いた場合、温度が高くなるにつれて液晶の応答
速度及び冷陰極管の輝度の双方が高くなり、液晶パネル
の画面輝度は非常に高くなってしまう。つまり、冷陰極
管を用いた場合、液晶パネルの輝度は、温度によって大
きく変化してしまうこととなる。

【００６７】これに対して、ＬＥＤは、図１０に符号２
０で示すように、温度が高くなるにつれて光源光変換効
率（輝度）が低くなるという特性を有するため、該ＬＥ
Ｄを液晶パネルに用いた場合には、液晶本来の特性（図
１０に符号２１で示す特性であって、温度が高くなるに
つれて応答速度が高くなり、輝度が増すという特性）と
ＬＥＤの特性（図１０に符号２０で示す特性であって、
温度が高くなるにつれて光源光変換効率（輝度）が低く
なるという特性）とが相殺し合って、液晶パネルは温度
にかかわらずほぼ一定の画面輝度を得ることができる。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
各画素における液晶の駆動状態は、次のフィールド期間
にて光の照射が開始される時点ではリセットされている
ため、各フィールド期間に液晶素子全体で表示される白
黒画像のトーンは適正なものとなり（すなわち、前のフ
ィールド期間の画像の影響は受けずに、照射される光の
色に対応したトーンの画像のみが液晶素子に表示さ
れ）、全てのフィールド期間を通じて認識されるところ
のフルカラー画像の色再現性が向上される。

【００６９】また、本発明によれば、対向電極の電位を
各フィールド期間毎に変えることにより画像信号の変調
幅を小さくしている。これにより、信号線駆動回路の回
路耐圧が小さくて済み、該回路の小型化や省電力化を図
ることができる。

【００７０】さらに、本発明によれば、対向電極の電位
を変えるタイミングは、画像のリセットのために走査信
号が印加されてから次のフィールド期間が開始される前
までであるため、次のフィールド期間が始まってから線
順次走査が行われる前までにおける各画素の電位（絶対
値）は小さく抑えられる。このため、スイッチング素子
に印加する走査信号のオン／オフ比が小さくて済み、ス
イッチング素子の耐圧を小さくできる。その結果、スイ
ッチング素子を小型化でき、液晶素子を透過型にする場
合には開口率及び光利用効率の向上を図ることができ、
液晶素子を反射型にする場合には画素のサイズを小さく
して高精細化を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶装置の駆動方法の一例を示す
タイミングチャート図。

【図２】本発明が適用されて駆動される液晶装置の構造
の一例を示す断面図。

【図３】本発明が適用されて駆動される液晶装置の構造
の一例を示す平面図。

【図４】本発明に係る液晶装置の駆動方法の他の例を示
すタイミングチャート図。

【図５】本発明に係る液晶装置の構造の一例を示す平面
図。

【図６】本発明に用いるバックライト装置の輝度分布を
説明するための図。

【図７】従来の液晶装置の駆動方法の一例を示すタイミ
ングチャート図。

【図８】従来の液晶装置の駆動方法の他の例を示すタイ
ミングチャート図。

【図９】液晶パネルの構造を示す等価回路図。

【図１０】液晶や光源の温度特性を説明するための図。

【符号の説明】

１液晶装置４ＴＦＴ（スイッチング素子）５画素電極６対向電極７液晶Ｂバックライト装置（光源）Ｇ_１，Ｇ_２，… 走査線Ｐ液晶パネル（液晶素子）Ｓ_１，Ｓ_２，… 信号線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｇ 3/20 ６２４Ｇ０９Ｇ 3/20 ６２４Ｃ６４２６４２Ｊ 3/36 3/36 (72)発明者棟方博英東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H093 NA16 NA33 NA65 NC11 NC18 NC42 NC43 NC44 NC57 NC63 ND02 ND08 ND09 ND17 ND24 ND38 ND39 ND49 ND52 5C006 AA22 AC21 AC25 AF42 AF62 EA01 FA19 FA21 5C080 AA10 BB05 CC03 DD01 DD07 EE30 FF11 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の走査線及び複数の信号線と、これ
らの走査線及び信号線に接続された状態で各画素毎にそ
れぞれ配置された複数のスイッチング素子と、各スイッ
チング素子に接続された状態で各画素毎にそれぞれ配置
された複数の画素電極と、これらの画素電極に対向する
位置に配置された対向電極と、これらの画素電極と対向
電極との間に配置された液晶と、からなる液晶素子、並
びに、該液晶素子に対して各色光を選択的に照射する光
源、を備えた液晶装置を用い、カラー画像を表示する液
晶装置の駆動方法において、前記複数の走査線に順に走査信号を印加して前記複数の
スイッチング素子を順にオンにすると共に前記複数の信
号線に画像信号を印加することにより、前記スイッチン
グ素子及び前記画素電極を介して前記液晶に電圧を印加
して該液晶を駆動し、最後の走査線への走査信号の印加が終了し、該走査線に
沿った画素における液晶が駆動開始された後に、前記光
源から前記液晶素子に対して各色光を照射し、その後、前記複数の走査線に走査信号を印加して前記複
数のスイッチング素子をオンにすると共に前記複数の信
号線にリセット信号を印加することにより、前記画素電
極と前記対向電極との間の電位差を所定にして前記液晶
をリセットし、照射する光の色を変えながら前記一連の駆動を繰り返し
て行なうことにより、色の異なる画像を視覚的に混色さ
せてフルカラー画像として認識させる、ことを特徴とする液晶装置の駆動方法。
【請求項２】前記対向電極に印加する電圧は、各色光
を照射する度に変更し、前記信号線に印加されるリセット信号は、前記対向電極
に印加されている電圧とほぼ等しくし、前記液晶がリセットされる際における前記画素電極と前
記対向電極との電位差をほぼ０Ｖとした、ことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置の駆動方
法。
【請求項３】前記対向電極に印加する電圧は、各色光
を照射する度に変更し、前記信号線に印加されるリセット信号は、前記液晶の応
答位置が飽和状態となるような値にする、ことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置の駆動方
法。
【請求項４】前記対向電極に印加する電圧の変更、及
び前記複数の信号線へのリセット信号の印加は、前記複
数の走査線へ走査信号を印加している間に行なう、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の液晶装置の駆
動方法。
【請求項５】複数の走査線及び複数の信号線と、これ
らの走査線及び信号線に接続された状態で各画素毎にそ
れぞれ配置された複数のスイッチング素子と、各スイッ
チング素子に接続された状態で各画素毎にそれぞれ配置
された複数の画素電極と、これらの画素電極に対向する
位置に配置された対向電極と、これらの画素電極と対向
電極との間に配置された液晶と、前記複数の走査線に接
続されて走査信号を印加する走査線駆動回路と、前記複
数の信号線に接続されて信号を印加する信号線駆動回路
と、からなる液晶素子、並びに、該液晶素子に対して各
色光を選択的に照射する光源、を備えた液晶装置におい
て、前記信号線駆動回路が、順に走査される複数の走査線の
うち、最後に走査される走査線の側に配置され、かつ、前記各信号線の抵抗値は、前記液晶素子の画像に面内輝
度分布が生じないような値に設定されてなる、ことを特徴とする液晶装置。
【請求項６】複数の走査線及び複数の信号線と、これ
らの走査線及び信号線に接続された状態で各画素毎にそ
れぞれ配置された複数のスイッチング素子と、各スイッ
チング素子に接続された状態で各画素毎にそれぞれ配置
された複数の画素電極と、これらの画素電極に対向する
位置に配置された対向電極と、これらの画素電極と対向
電極との間に配置された液晶と、前記複数の走査線に接
続されて走査信号を印加する走査線駆動回路と、前記複
数の信号線に接続されて信号を印加する信号線駆動回路
と、からなる液晶素子、並びに、該液晶素子に対して各
色光を選択的に照射する光源、を備えた液晶装置におい
て、前記光源は、最初に走査される走査線の側の輝度が低
く、後に走査される走査線の側ほど連続的に輝度が高く
なる輝度分布を有する、ことを特徴とする液晶装置。
【請求項７】複数の走査線及び複数の信号線と、これ
らの走査線及び信号線に接続された状態で各画素毎にそ
れぞれ配置された複数のスイッチング素子と、各スイッ
チング素子に接続された状態で各画素毎にそれぞれ配置
された複数の画素電極と、これらの画素電極に対向する
位置に配置された対向電極と、これらの画素電極と対向
電極との間に配置された液晶と、前記複数の走査線に接
続されて走査信号を印加する走査線駆動回路と、前記複
数の信号線に接続されて信号を印加する信号線駆動回路
と、からなる液晶素子、並びに、該液晶素子に対して各
色光を選択的に照射する光源、を備えた液晶装置におい
て、前記光源は、温度が低くなるにつれて輝度が高くなる特
性を有する、ことを特徴とする液晶装置。
【請求項８】前記光源がＬＥＤである、ことを特徴とする請求項７に記載の液晶装置。